高考物理第一轮描述交变电流的物理量专项复习。

俗话说，凡事预则立，不预则废。教师要准备好教案，这是教师需要精心准备的。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来，帮助教师在教学期间更好的掌握节奏。教案的内容要写些什么更好呢？小编特地为大家精心收集和整理了“高考物理第一轮描述交变电流的物理量专项复习”，希望对您的工作和生活有所帮助。

第二课时：描述交变电流的物理量电感和电容对交变电流的影响
【基础知识回顾】
一．描述交变电流的物理量
1．瞬时值：交流电的瞬时值反映的是不同时刻交流电的大小和方向，瞬时值是时间的函数，其关系式如e=Emsin(t+φ)
2．最大值：交流电的最大值反映的是交流电大小的变化范围，当线圈平面和磁感线平行时，交流电动势最大，，瞬时值与最大值的关系是。
3.交流电的有效值：
（1）定义：交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。
（2）正弦交流电的有效值与最大值的关系是：
（3）说明：
①各种交流电器上所标的额定电压、电流均指有效值
②交流电表的示数全为有效值
③电器元件（如电容）的击穿电压（耐压值）指的是最大值，但保险丝熔断电流为有效值
④一般所说交流电的值，均为有效值
⑤求解交流电产生的热量问题时，必须用有效值，不能用平均值。
⑥中各量均为有效值。
4．平均值：交流电的平均值是交流电图象中波形与横轴（t轴）所围的面积跟时间的比值，其数值可用计算。某段时间内交流电的平均值不等于这段时间始、终时刻瞬时值的算术平均值。在T/4时间内。若计算通过电路某一截面的电量，需用电流的平均值。
5．周期和频率
描述交变电流变化快慢的物理量。
（1）周期T:交变电流完成一次周期性变化所需的时间。单位：秒。
在一个周期里，交变电流的方向变化2次。
（2）频率f:单位时间内完成周期性变化的次数。单位：赫兹，Hz.
频率越大，交变电流变化越快。f=1/T
二．电感和电容对交变电流的影响
1.感抗
a．感抗是电感对交变电流阻碍作用的大小，用XL表示。
b．影响感抗的因素：线圈的自感系数（L）,交流电的频率（f）。L越大、f越高，XL越大
c.应用：(1)低频扼流圈：作用“通直流、阻交流”
(2)高频扼流圈:作用“通低频、阻高频”
2.容抗
a.容抗是电容对交流的阻碍作用大小，用XＣ表示．
b.影响容抗的因素：电容器的电容和交变电流的频率，电容越大，频率越高，容抗越小
c.电容器的特性
隔直电容器——通交流、隔直流．
旁路电容器——通高频、阻低频．
【要点讲练】
例1.一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n=100，穿过每匝线圈的磁通量φ随时间按正弦规律变化，如图所示，发电机内阻r=5Ω，外电路电阻R=95Ω,已知感应电动势的最大值Em=nωφm,其中φm为穿过每匝线圈磁通量的最大值，求串联在外电路中的交流电流表（理想电表）的读数。

例2.匀强磁场的磁感应强度B，边长L的正方形线圈abcd共N匝,线圈电阻为r,线圈绕垂直于磁感线的轴OO’以如图所示的角速度ω匀速转动,外电路电阻为R.
(1)在答卷图中标出此刻线圈感应电流的方向.
(2)转动过程中感应电动势的最大值有多大?
(3)线圈平面与磁感线成60°时的感应电动势多大?
(4)设发电机由柴油机带动,其他能量损失不计,线圈转一周,柴油机要做多少功?
(5)从图示位置开始,线圈转过600的过程中通过电阻R的电量是多少？

例3.多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇.过去是用变压器来实现的，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速.现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的.如图所示为经过一个双向可控硅调节后加在电灯上的电压.即在正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去.调节台灯上的旋钮可以控制截去的多少，从而改变电灯上的电压.那么现在电灯上的电压为____.
例4.如图所示为电子技术中常用的电路之一.“~”表示低频交流，“”表示高频交流，“—”表示直流，则下列叙述正确的是()
A.图a中后级输入只有交流成分
B.图b中后级输入只有直流成分
C.图c中后级输入只有低频交流成分
D.图c中后级输入只有高频交流成分

【强化练习】
1、一根电阻丝接入100v的直流电，1min产生的热量为Q，同样的电阻丝接入正弦交变电压，2min产生的热量为0.5Q，那么该交变电压的最大值为（）
A、50vB、100vC、50vD、50v
2.甲、乙两电炉的电阻值相等，把甲和乙两电炉分别接到如图（a）和（b）所示的方形波交变电压和正弦波交变电压下，两种电压的周期和峰（最大）值都相等，则（）
A.用电压表测量甲电炉两端电压大
B.用电压表测量甲、乙两电炉两端电压一样大
C.两电炉消耗的电功率之比
D.两电炉消耗的电功率之比
3.如图所示，线圈的自感系数和电容器的电容都很小（如L=1mH，C=200pF），此电路的重要作用是()
A．阻直流通交流，输出交流
B．阻交流通直流，输出直流
C．阻低频通高频，输出高频交流
D．阻高频通低频，输出低频交流和直流
4.N匝矩形线圈长L1、宽L2，电阻为r，通过滑环P、Q和电刷a、b连接电阻R，组成闭合电路。线圈处在图示匀强磁场中，磁感应强度为B。轴OO′与磁场方向垂直，现线圈以角速度绕轴OO′转动，求：
（1）电流表的示数；
（2）使线圈转动一周，外力所做的功。
5.在相同时间内，某正弦交流电通过一阻值为100欧的电阻产生的热量与一电流强度为3A的直流电通过同一阻值的电阻产生的热量相等，则（）
A.此交流电的电流强度的有效值为3AB.此交流电的电流强度的有效值为3A
C.电阻两端的交流电压的有效值为300vD.电阻两端的交流电压的有效值为300v
6.一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势为e=220sin100πt，关于这个交流电的说法正确的是（）
A.交流电的频率是100Hz，B.电动势的有效值是220v
C.电动势的最大值是311vD.线圈每秒钟转50周
7．如图电路中，已知交流电源电压V，电阻R=100Ω。电流表和电压表读数分别为（）
A．l.41A，200VB．1.4lA，141VC．2A，200VD．2A，141V

8.把一个电热器接到10V直流电源上，产生的热量为Q，若把它接到正弦交流电源上，在相同时间内产生的热量为Q/2.则该交流电的()
A.峰值是10VB.角速度一定是100πrad/s
C.峰值是10VD.有效值是10V
9.某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示.如果其他条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为()
A.400V，0.02sB.200V，0.02s
C.400V，0.08sD.200V，0.08s
10.如左图为电热毯的电路图，电热丝接在u＝311sin100πtV的电源上，电热毯被加热到一定温度后，通过装置P使输入电压变为右图所示的波形，从而进入保温状态.若电热丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数是()

A.110VB.156V
C.220VD.311V
11.如图所示，把电阻、电感器、电容器并联接到一交流电源上，三个电流表的示数相同.若保持电源电压不变，而将频率加大，则三个电流表的示数I1、I2、I3大小的关系是()
A.I1=I2=I3B.I1＞I2＞I3
C.I2＞I1＞I3D.I3＞I1＞I2
12.如图所示，电路中，L为一自感线圈，两支路电阻相等，则（）
A.闭合开关S时，稳定前电流表A1的示数小于电流表A2的示数
B.闭合开关S时，稳定前电流表A1的示数等于电流表A2的示数
C.闭合开关S时，稳定前电流表A1的示数大于电流表A2的示数
D.断开开关S时，稳定前电流表A1的示数小于电流表A2的示数
13．通过某电阻的周期性交变电流的图象如图所示。求该交流电的有效值I＝。
14.（09天津9）（1）如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的有效值I=。线框从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q=。

相关知识

高考物理第一轮交变电流的产生专项复习

第一课时：交变电流的产生
【基础知识回顾】
1.交变电流的意义
(1)交变电流:大小和方向都随时间做周期性的变化的电流叫做交变电流,简称交流.
(2)正弦式电流:随时间按正弦规律变化的电流叫做正弦式电流.正弦式电流的图象是正弦曲线.我国市用的交变电流都是正弦式电流.
2.正弦式交流电的产生
(1)产生方法:如下图,将一个平面线圈置于匀强磁场中,并使它绕垂直于磁感线并与线圈在同一平面的轴做匀速转动,线圈中就会产生正弦式交流电.

（2）两个特殊位置
①中性面：与磁感线垂直的平面。如上图1、3、5,
特点:
A.当线圈处于中性面时,磁通量最大,磁通量变化率为零,ε=0,各边均不切割磁感线.
B.当线圈转至中性面时,电流方向发生改变.
C.线圈转动一圈,电流方向改变两次.
②当线圈垂直中性面时，，但磁通量变化最快，感应电动势最大。
3.交变电流的变化规律
(1)感应电动势的瞬时值表达式:e=Emsin(t+φ)
注意:
①上式中:t+φ是t时刻线圈与中性面夹角;φ为线圈初始位置与中性面夹角.
②最大值：=Nωφm
③Em与转轴的所在位置及线圈形状无关(只要轴在线圈所在的平面且与B垂直即可).
(2)电流的瞬时值表达式为:i=sin(t+φ)=Isin(t+φ)
（3）交流电的图像：
线圈转动一周（每经过中性面电流方向和电动势的方向改变一次）感应电动势和电流方向改变两次。
【要点讲练】
例1一个在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动的线框，当线框转至中性面时开始计时。t1=1/60s，线框中感应电动势为50V，当t2=1/30s时，线框中感应电动势为50V，求：（1）感应电动势的最大值；（2）线框转动的角速度的大小；（3）线框中感应电动势的瞬时表达式。

例2.一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动.在转动过程中，线框中的最大磁通量为Φm，最大感应电动势为Em，下列说法中正确的是()
A.当磁通量为零时，感应电动势也为零
B.当磁通量减小时，感应电动势在增大
C.当磁通量等于0.5Φm时，感应电动势等于0.5Em
D.角速度ω等于Em/Φm
例3.一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以某一条边为转轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直.线圈中感应电动势e与时间t的关系如图所示.感应电动势的峰值和周期可由图中读出.则磁感应强度B=____.在t=T/12时刻，线圈平面与磁感应强度的夹角等于____.
例4.如图所示，线框在匀强磁场中绕轴匀速转动（右上向下看是逆时针），当转到图示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是（）
A、磁通量和感应电动势都在变大
B、磁通量和感应电动势都在变小
C、磁通量在变小，感应电动势在变大
D、磁通量在变大，感应电动势在变小
【强化练习】
1.交流发电机在工作时的电动势为，若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为（）
A．B．
C．D．
2.如图所示，一闭合单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，除了转轴分别是OO′和ab边外，其他条件均相同.则在这两种情况下，线圈中产生的感应电流（）
A.变化规律不同B.最大值不同C.瞬时值不同D.一切均相同
3.某交流发电装置产生的感应电动势与时间的关系如图所示，如果其他条件不变，仅使线圈转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为（）
A．400V，0.02sB．200V，0.02s
C．400V，0.08sD．200V，0.08s
4．一单匝线圈面积为S，在磁感强度为B的匀强磁场中，以角速度ω匀速转动，其感应电动势e＝εmsinωt，则下面判断正确的是()
A.εm＝BSωB.ωt是线圈平面和中性面之间的夹角
C.εm＝nBSωD.ωt是线圈平面和磁场方向的夹角
5.如图甲所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO′与磁场边界重合。线圈从图示位置开始匀速转动，规定电流方向沿abcd为正方向。则线圈内感应电流随时间变化的图象应是（）

6.如图所示的长直导线中通有交流电，则由t＝0开始的一个周期内，在线框abcd中产生的感应电流大小随时间的变化是（）
A.先增后减B.先减后增
C.增→减→增→减D.减→增→减→增
7.矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图像如图所示，下列说法中正确的是（）
（A）1s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快，
（B）2s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大，
（C）交流电压的最大值为362V，频率0.25Hz，
（D）交流电压的有效值为362V，周期为4s。
8.如图a所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角时（如图b）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是（）

9．如图所示，在磁感强度B＝10T的匀强磁场中有一矩形线圈abcd,其电阻R＝10Ω，初始放置时线圈平面与磁感线平行，已知线圈ab＝15cm，ad＝10cm，线圈绕对称轴OO’转动，且转速为50转/秒。求：
(1)线圈得到的感应电动势峰值是多大？
（2）如图规定感应电流方向abcd为正方向，且开始时ab边沿纸面向外的方向旋转，写出感应电流i的表达式。

表征交变电流物理量

一名合格的教师要充分考虑学习的趣味性，作为高中教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动，帮助高中教师有计划有步骤有质量的完成教学任务。你知道如何去写好一份优秀的高中教案呢？为了让您在使用时更加简单方便，下面是小编整理的“表征交变电流物理量”，仅供您在工作和学习中参考。

表征交变电流物理量

教学目的：

l、掌握表征交变电流大小物理量．

2、理解有效值的定义并会用它解决相关问题．

3、掌握表征交变电流变化快慢的物理量．

教学重点：表征交流电的几个物理量，特别是“有效值”

教学难点：有效值的理解

教学方法：启发式综合教学法

教学用具：幻灯片、交流发电机模型、演示电流表、

教学过程：

一、知识回顾

（一）、交变电流：

大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流．如图所示（b）、（c）、（e）所示电流都属于交流，其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流．如图（b）所示．而（a）、(d)为直流，其中（a）为恒定电流．

（二）、正弦交流的产生及变化规律．

1、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的．即正弦交流．

2、中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面．这一位置穿过线圈的磁通量最大，但各边都未切割磁感线，或者说这时线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势．

3、规律：

（1）函数表达式：匝面积为的线圈以角速度转动，从中性面开始计时，则．用表示峰值,则在纯电阻电路中，

电流：．

电压：．

（2）图象表示：

二、新课教学：

1、表征交变电流大小物理量

①瞬时值：对应某一时刻的交流的值，用小写字母表示，，，．

②峰值：即最大的瞬时值用大写字母表示，,，．

,．

注意：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时，所产生感应电动势的峰值为，即仅由匝数，线圈面积，磁感强度和角速度四个量决定．与轴的具体位置，线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的．

③有效值：

ⅰ、意义：描述交流电做功或热效应的物理量

ⅱ、定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值．

ⅲ、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是；.

注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有；的关系，非正弦（或余弦）交流无此关系，但可按有效值的定义进行推导，如对于正负半周最大值相等的方波电流，其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的，因而其有效值即等于其最大值．即．

ⅳ、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；交流电流表和交流电压表的读数是有效值．对于交流电若没有特殊说明的均指有效值．

ⅴ、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值．

④峰值、有效值、平均值在应用上的区别．

峰值是交流变化中的某一瞬时值，对纯电阻电路来说，没有什么应用意义．若对含电容电路，在判断电容器是否会被击穿时，则需考虑交流的峰值是否超过电容器的耐压值．

交流的有效值是按热效应来定义的，对于一个确定的交流来说，其有效值是一定的．而平均值是由公式确定的，其值大小由某段时间磁通量的变化量来决定，在不同的时间段里是不相同的．如对正弦交流，其正半周或负半周的平均电动势大小为：

，而一周期内的平均电动势却为零．在计算交流通过电阻产生的热功率时，只能用有效值，而不能用平均值．在计算通过导体的电量时，只能用平均值，而不能用有效值．

在实际应用中，交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效值，交流电流表和交流电压表指示的电流、电压也是有效值，解题中，若题示不加特别说明，提到的电流、电压、电动势都是指有效值．

２、表征交变电流变化快慢的物理量

①周期：电流完成一次周期性变化所用的时间．单位：s.

②频率：一秒内完成周期性变化的次数．单位：ＨZ.

③角频率：就是线圈在匀强磁场中转动的角速度．单位：rad/s.

④、角速度、频率和周期的关系：

3、疑难辨析

交流电的电动势瞬时值和穿过线圈面积的磁通量的变化率成正比．当线圈在匀强磁场中匀速转动时，线圈磁通量也是按正弦（或余弦）规律变化的，若从中性面开始计时，时，磁通量最大，应为余弦函数，此刻变化率为零（切线斜率为零），时，磁通量为零，此刻变化率最大（切线斜率最大），因此从中性面开始计时，感应电动势的瞬时表达式是正弦函数，如上图（a）（b）所示分别是和

描述交变电流的物理量学案课件练习

教案课件是老师上课做的提前准备，大家开始动笔写自己的教案课件了。只有制定教案课件工作计划，接下来的工作才会更顺利！适合教案课件的范文有多少呢？以下是小编收集整理的“描述交变电流的物理量学案课件练习”，供大家借鉴和使用，希望大家分享！

二.描述交变电流的物理量
【要点导学】
表征交变电流的物理量
（1）瞬时值：交流电的瞬时值反映的是不同时刻交流电的大小和方向，瞬时值是时间的函数，不同时刻瞬时值不同。正弦交流电瞬时值的表达式为
e=Emsinωt
U=Umsinωt
（2）最大值：交流电的最大值反映的是交流电大小的变化范围，当线圈平面与磁力线平行时，交流电动势最大，Em＝NBSω，瞬时值与最大值的关系是：－Em≤e≤Em。
（3）有效值：交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的。即在同一时间内，跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值，叫做该交流电的有效值，正弦交流电的有效值与最大值之间的关系是：
E=Em/U=Um/I=Im/
各种交流电电气设备上所标的、交流电表上所测得的以及在叙述中没有特别加以说明的交流电的最大值，都是指有效值。
（4）平均值：交流电的平均值是交流电图像中波形与横轴所围的面积跟时间的比值，用e=nΔΦ／Δt计算
（5）表征交变电流变化快慢的物理量
①周期T：电流完成一次周期性变化所用的时间。单位：s.
②频率f：一秒内完成周期性变化的次数。单位：HZ.
③角频率ω：就是线圈在匀强磁场中转动的角速度。单位：rad/s.
④角速度、频率、周期的关系ω=2πf=2π/T

【范例精析】
例1、图5－2－1表示一交变电流随时间变化的图象。此交变电流的有效值是：（）
A.5安B.5安
C.3.5安D.3.5安
解析:许多同学对交变电流有效值的意义理解不深，只知道机械地套用正弦交变电流的最大值是有效值的倍的关系，直接得出有效值.由图象知该交变电流不是正弦交流电，因此不能套用I=Im/公式求，必须从有效值的定义考虑。
设该交变电流的有效值为I，通过电阻R，在一个周期时间内产生的热量为Q，则Q=I2RT。题中的交流电通过相同电阻R在一个周期内产生的热量为Q′，则
Q=I12RT/2+I22RT/2
因Q=Q′，有I2RT=I12RT/2+I22RT/2
∴I=5（安）
故选项B正确。
例2、如图5－2－2所示，在匀强磁场中有一个“冂”形导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感强度B=5/πT，线框的CD边长为20cm.CE、DF长均为10cm，转速为50r/s，若从图示位置开始计时，
（1）写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；
（2）若线框电阻r=3,再将AB两端接“6V，12W”灯泡，小灯泡能否正常发光？若不能，小灯泡实际功率多大？
解析：（1）注意到图示位置磁感线与线圈平面平行，瞬时值表达式应为余弦函数，先出最大值和角频率：
ω=2πn=100πrad/s
Em=BSω=5/π×0.2×0.1×100π=10(V)
所以电动势瞬时表达式应为：e=10cos100πt(V)。
（2）小灯泡的电阻为R=U额2／Ｐ额＝62/12=3Ω，
先求出交变电流电动势有效值E=Em/=10(V)
此后电路可看成恒定电流电路，由于R=r,U=Em/2=5V，小于额定电压，故小灯泡不能正常发光。其实际功率是p=U2/R=52/3=25/3=8.3(W)
拓展：在交流电路中，计算交流的发热功率及热量必须用有效值。另外，交流电表的读数也为有效值。但在计算流过电路中的电量时用电流平均值计算，即：
q=i×Δt=（NΔΦ/RΔt）×Δt=NΔΦ/R。
例3、将电阻为r的直导线abcd沿矩形框架边缘加以弯曲，折成“п”形，其中ab=cd=L1，bc=L2。在线端a、d间接电阻R和电流表A，且以a、d端连线为轴，以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动，如图5-2-3所示，求：
（1）交流电流表A的示数；
（2）从图示位置转过90°角的过程中，电阻R上产生的热量；
（3）写出弯曲导线转动过程中，从图示位置开始计时的电动势的表达式。
解析：（1）弯曲导线转到图示位置时有感应电动势的峰值为Em=BL2ωL1=BωL1L2
产生电流的峰值为Im=Em/(R+r)=BωL1L2/(R+r)
电流表A的示数I=Im/=BωL1L2/2(R+r)
（2）由图示位置转过90°角所用时间t=T/4=π/２ω
电阻R上产生的热量为QR=I2Rt=πωRB2L12L22/4(R+r)2
（3）电动势为e=Emcosωt=BωL1L2cosωt
【能力训练】
1、一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势按正弦规律变化，其瞬时值的表达式为e=220sin100πtV，下列说法中正确的是：(ABD)
A．频率是50Hz
B．.当t=0时，线圈平面与中性面重合
C．当t=1/100s时，e的值最大，为220V
D．线圈转动的角速度为314rad/s
2、下列数据中不属于交变电流有效值的是（C）
A.交流电表的示数
B.灯泡的额定电压
C.电容器的耐压值
D.保险丝的额定电流
3、一个接在直流电源上的电热器所消耗的电功率为P1，若把它接到电压最大值与直流电压相等的正弦式交流电源上，该电热器所消耗的电功率为P2，则P1：P2为：(A)
A.2：1B.1：2C.1：1D.1：
4、一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T。从中性面开始计时，当t=T/12时，线圈中感应电动势的瞬时值为2V，则此交变电流的有效值为（A）
A.2VB.2VC.VD./2V
5、一电阻接在20V的直流电源上，消耗的电功率为10W，把这一电阻接在某一交流电源上，该交流电源的输出电压u随时间t变化的图象如图5-2-4所示，则这一电阻消耗的电功率为（A）
A.5W
B.7.07W
C.10W
D.14.1W
6、在电阻R上分别加如图5-2-5（1）、（2）所示的交变电压u1和u2，在较长的相等时间内，内阻R上产生的热量相等，电阻R的阻值变化可以忽略，那么（BC）
A.交变电压u2的最大值Um等于U
B.交变电压u2的最大值Um等于U
C.交变电压u1的有效值等于U
D.交变电压u1的有效值等于U/
7、交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的，那么，在计算一个通有交变电流的电阻产生的热量或电阻的热功率时，是用交变电流的瞬时值、最大值还是有效值？若一个10Ω的电阻，通过的电流为i=2sin314tA，那么这个电阻的热功率是多大？
有效值20W
8、一个正弦规律变化的交变电流的图象如图5-2-6所示，根据图象计算：
（1）交变电流的频率。
（2）交变电流的有效值。
（3）写出该电流的瞬时值表达式。
（4）在什么时刻该电流的瞬时值大小与其有效值相等。
（1）50HZ（2）10A（3）i=20sin100πt（A）（4）t=0.0025(2n+1)n=(0,1,2,3,……)
9、求如图5-2-7所示的交变电流的有效值。
4.33A
10、交流发电机模型的矩形线圈abcd在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动。线圈共有n匝，边长ab=L1，bc=L2，线圈的内电阻为r，外电阻为R，磁感应强度是B，线圈转动的角速度是ω，如图5-2-8所示。求：（1）转动过程中电流表的读数。（2）线圈转动一周，外力做了多少功？
nBωL1L2/2(R+r)πωRn2B2L12L22/4(R+r)2
11、单匝矩形线圈abcd绕ad边为轴在匀强磁场B中匀速转动，如图5－2－9所示，图中ab=L1,bc=L2,线框电阻为r,ad间接入的电阻为R。R与理想电流表A串联，线圈角速度为ω，求：
（1）电流表A的读数。
（2）从图示位置转过90°的过程中通过电流表的总电量q。
（3）从图示位置转过90°的过程中电阻R上产生的热量Q热。
BωL1L2/(R+r)BL1L2/(R+r)πωRB2L12L22/4(R+r)2

高考物理交变电流第一轮复习学案

第十章交变电流

本专题是电磁感应内容的继续，当然也有它自身的特点，如交变电流的有效值、变压器内容，前几年的高考中，对产生正弦交流电的原理、正弦交流电的圈象、最大值与有效值、变压器方面考得较多，并且都是选择题．对于变压器的要求进一步加强，近年高考中计算题中就考到了变压器，随着高考突出应用、理论联系实际，预测今后在变压器、远距离输电方面还会加强。
复习本章知识应重点抓好下列三个方面：
1、要注意区分瞬时值、有效值、最大值、平均值，瞬时值随时间做周期性变化规律。
2、理想变压器的有关间题，要掌握理想变压器的输入功率与输出功率一定相等，输出功率改变时输入功率也一定改变．变压器的变压原理是电磁感应，对正弦交流电，当输入电流过最大值时，输出电流为零。
3、电能的输送问题是与生产生活密切相关的问题，该内容的掌握要抓住“输送一定的电功率”这一前提，即P=I送U送是定值。掌握这部分内容须理解送电电路图，要注意电线电阻上的电压不是升压变压器的输出电压，也不是降压变压器的输入电压或用户得到电压，在计算中要特别注意．
第一课时交变电流的产生及描述

【教学要求】
1．知道交变电流，能用函数表达式和图像描述交变电流；
2．了解表征交变电流的物理量；
3．了解电容器和电感器对交变电流的作用。
【知识再现】
一、交变电流的产生：
闭合矩形线圈在磁场中绕垂直于场强方向的轴转动产生的电流随时间作周期性变化，称交变电流．当闭合线圈由中性面位置（图中O1O2位置）开始在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数：，其中
这就是正弦交变电流。
二、交变电流的变化规律
1、从线圈转至中性面开始计时，
若从转至平行磁感线开始计时，
2、最大值：；Em与转轴的所在位置及线圈形状无关。
3、线圈转至中性面时,电流方向发生,线圈转动一周，电流方向改变两次。
三.表征正弦交变电流的物理量．
1、交变电流的最大值：Em＝nBSω
2、交变电流的有效值：交变电流的有效值是根据电流的规定的．
3、交变电流的周期和频率
①周期T：交变电流完成一次周期性变化（线圈转一周）所需的时间．
②频率f：交变电流在1s内完成变化的次数。
知识点一什么是交流电
交流电是大小和方向随时间作周期性变化的电流。
【应用1】下列图示的电流属于交流电的有哪些？
导示:根据交流电的定义可以知道，图C的电流大小和方向随时间作周期性变化，所以是交流电，其他ABD为直流电。
知识点二正弦交流电的产生
【应用2】面积为S的两个完全相同的单匝金属线圈分别放置在如图甲、乙所示的磁场中。甲图中是磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO′轴作匀速转动，乙图中的磁场的变化规律为B＝B0cost，从图示时刻起计时，则（）
A．两线圈中磁通量变化规律均为φ＝B0Scost
B．两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同
C．两线圈中产生的交流电流的有效值不同
D．从此刻起，T/4时间内流过线圈截面的电量相同
导示:选择AD。图中介绍了产生交流电的两种方式，一种是线圈在磁场中转动（动生），另一种是通过线圈的磁场在变化（感生）。对甲图，线圈从中性面开始计时，磁通量随时间成全余弦规律变化；对乙图磁通量ф=BS=B0Scost。所以两种情况下产生的交流电是相同的。
知识点三表征交流电强弱的物理量
1、交变电流的最大值（Im和Um）；它是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交变电流的电流强弱或电压高低。电容器的耐压值是交流的最大值。
2、交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流电的有效值。
正弦式交变电流的有效值与其相应的最大值间的关系为：
注意：通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表的读数；交流电器的额定电压、额定电流、保险丝的熔断电流等都是指有效值。求解交流电产生的热量问题时,必须用有效值。
3、交变电流瞬时值是指某一时刻的电流值，是时间的函数，不同时刻，瞬时值不同。
4、交变电流平均值：E=n△ф/△t。若计算通过电路某一截面的电量,需用电流的平均值。
【应用3】（07年1月北京市崇文区期末统一练习3．）如图甲所示电路，电阻R的阻值为50Ω，在ab间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法中错误的是（）
A．交流电压的有效值为100V
B．电流表示数为2A
C．产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14rad/s
D．如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍
导示：选择：C。根据图乙可以知道，电压的最大值为：Em=100V，则有效值为E=Em/=100V，A正确；交流电流表的读数为有效值I=E/R=2A，B正确；由图知交流电的周期T=0.02s，则角速度
ω=2π/T=100πrad/s，故C错；如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，交流电压的最大值（Em=NBSω）也提高一倍，故电流表的示数也增大一倍，D正确。
类型一求交流电的有效值
【例1】多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇．过去是用变压器来实现上述调节的，缺点是成本高，体积大，效率低，且不能任意调节灯的亮度或风扇的转速．现在的调光台灯、调整电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的．如图所示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压，即在正弦交流电的每一个半周期中，前面的1/4被截去，从而改变了电灯上的电压，那么现在电灯上的电压为（）
A．UmB、C、D、
导示：选择C。根据交流电的定义式可以得：
，所以电灯上的电压U=。
类型二交流电的图象有应用
【例2】2007年理综宁夏卷17、一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知（）
A．该交流电的电压瞬时值的表达式为
u＝100sin(25t)V
B．该交流电的频率为25Hz
C．该交流电的电压的有效值为100
D．若将该交流电压加在阻值R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率时50W
导示:选择BD。从图象可以直接读出交流电压的峰值是100V，周期T=4×10-2s。因此交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin(50πt)V，A错；频率f=1/T=25Hz，B正确；交流电的电压的有效值为U=100/=50，C错；功率P=U2/R=50W，D正确。
类型三电感器和电容器对交流电的影响
电感对交变电流有阻碍作用。交变电流通过电感线圈时，线圈中产生自感电动势，阻碍电流的变化，形成了对电流的阻碍作用，这种阻碍作用叫感抗。实验表明：线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，线圈的感抗越大，所以，电感线圈在交流电路中有“通直流、阻交流、通低频、阻高频”的特性。
电容对交变电流也有阻碍作用。电容器接到交流电路中后，交替产生充电和放电，使电路中有交变电流，似乎电流“通过”了电容器，由于电荷在电路中定向移动受到电容器极板上积聚电荷的反抗，因此产生对交变电流的阻碍作用，这种阻碍作用叫容抗。实验表明：电容越大，交变电流的频率越高，线圈的容抗越小。所以，电容在交流电路中有“通交流、隔直流”“通高频、阻低频”的特性。
【例3】(07年广东省汕尾市调研测试3、)如图所示电路中，如果交流电的电压不变而频率降低，则三盏电灯的亮度变化情况是（）
A、三盏电灯的亮度都不变；
B、L1的亮度变亮，L2的亮度变暗，L3的亮度不变；
C、L2的亮度变亮，L1的亮度变暗，L3的亮度不变；
D、L1的亮度变亮，L3的亮度变暗，L2的亮度不变。
导示:选择B。如果交流电的电压不变而频率降低，则L的感抗变小，C的容抗变大，L1变亮、L2变暗；而L3亮度不变。
1．（2007理综北京卷17．）电阻R1、R2与交流电源按照图1方式连接，R1=10Ω，R2=20Ω。合上开关S后，通过电阻R1的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图2所示。则()
A．通过R1的电流有效值是1.2A
B．R1两端的电压有效值是6V
C．通过R2的电流最大值是1.2A
D．R2两端的电压最大值是6V

2．（盐城市2007—2008学年度第一次调研考试.1）一根电阻丝接入100V的恒定电流电路中，在lmin内产生的热量为Q，同样的电阻丝接入正弦交变电流的电路中，在2min内产生的热量也为Q，则该交流电压的峰值是（）
A、141.4VB、100V
C、70.7VD、50V

3．07学年南京市期末质量调研5．两个相同的L1和L2，接到如图所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联，当、处接电压最大值Um、频率为的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同。更换一个新的正弦交流电源后，灯L1的亮度高于灯L2的亮度，新电源的电压最大值和频率可能是（）
A．最大值仍为Um，而频率大于
B．最大值仍为Um，而频率小于
C．最大值大于Um，而频率仍为
D．最大值小于Um，而频率仍为

答案：1、B2、B3、A